(57)【要約】  発光モジュール４０は、ＬＥＤチップ４２と、ＬＥＤチップ４２の発光面４２ａに対向するように設けられ、ＬＥＤチップ４２が発する光の波長を変換する板状の蛍光体層４４と、蛍光体層４４の表面のうち、ＬＥＤチップ４２と対向する面および側面の少なくともいずれかの表面に形成され、ＬＥＤチップ４２から出射した光を透過させるとともに蛍光体層４４で波長変換された光を反射するフィルタ層４６と、を備える。フィルタ層４６は、出射光の全エネルギーに対して、正面方向から±６０度の範囲内の出射光のエネルギーの割合が８０％以上となるように構成されている。
2012014439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の発光面に対向するように設けられ、前記半導体発光素子が発する光の波長を変換する板状の光波長変換部材と、
前記板状の光波長変換部材の表面のうち、前記半導体発光素子と対向する面および側面の少なくともいずれかの表面に形成され、前記半導体発光素子から出射した光を透過させるとともに前記光波長変換部材で波長変換された光を反射するフィルタ層と、を備え、
前記半導体発光素子は、出射光の全エネルギーに対して、正面方向から±６０度の範囲内の出射光のエネルギーの割合が８０％以上となるように構成されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記フィルタ層は、前記光波長変換部材の表面のうち前記半導体発光素子と対向する面に形成されており、
前記フィルタ層と前記半導体発光素子とを接着する接着層を更に備え、
前記接着層は、屈折率が１．３以上の材料を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記接着層は、厚みが０．１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
前記フィルタ層は、前記半導体発光素子が発する光が入射角６０度で該フィルタ層に入射した場合の透過率が８０％以上となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項５】
前記光波長変換部材は、前記フィルタ層が形成されていない面の少なくとも一部が凹凸形状を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記凹凸形状は、複数の溝から構成されており、
前記溝は、幅が１μｍ〜１０００μｍ、深さが１μｍ〜１０００μｍであることを特徴とする請求項５に記載の発光モジュール。
【請求項７】
前記光波長変換部材は、前記フィルタ層が形成されていない面の少なくとも一部の算術平均粗さＲａが１００ｎｍ〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項８】
発光モジュールに含まれる前記半導体発光素子の個数をＮ、各前記半導体発光素子のフィルタ層と対向する側の出射面の面積をＳ、前記光波長変換部材の半導体発光素子と対向する側の入射面の面積をＴ、とした場合、
Ｓ≦Ｔ／Ｎ≦４×Ｓ
を満たすことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項９】
前記光波長変換部材は、その厚みが１μｍ〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
光が入射角０度で前記フィルタ層に入射した場合の透過率が５０％となる光の波長をλ１［ｎｍ］、前記半導体発光素子が発する光のピーク波長λｐ［ｎｍ］とすると、
前記フィルタ層は、λｐ≦λ１≦λｐ＋２００［ｎｍ］を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードなどの発光素子を備えた発光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への関心の高まりから照明器具の光源として、省電力が期待される発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が注目されている。ＬＥＤを用いた白色光を発する照明器具としては、ＬＥＤチップと蛍光体を組み合わせた構成が知られている。【０００３】
このような構成では、ＬＥＤチップの光は蛍光体で波長変換され全方位に出射するため、波長変換された光の一部は再度ＬＥＤチップ側に戻って吸収され、熱となって消失する。その結果、ＬＥＤチップからの光取り出し効率が低下してしまうことになる。【０００４】
そこで、ＬＥＤチップから放射される光を透過しかつ蛍光体から放射される可視光を反射する波長選択フィルタ層を備えた発光装置が考案されている（特許文献１、２参照）。これにより、蛍光体から放射される可視光の一部がＬＥＤチップ側に戻って吸収されることを抑制し、光取り出し効率の低下を防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７０７０７号公報
【特許文献２】特開２００８−２３５８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の特許文献１に記載の発光装置は、ＬＥＤチップと波長選択フィルタ層との間に空気層があり、ＬＥＤチップと空気の屈折率の差が大きいため、ＬＥＤチップの光がＬＥＤチップ内部に閉じ込められやすくなる。その結果、光取り出しが少なく、高輝度の発光装置とならない。また、ガラスでＬＥＤチップを覆った別形態では、発光層の表面積が大きくなるため、高輝度の発光装置とならない。特許文献２に記載の発光装置は、ＬＥＤチップと波長選択フィルタ層との間に封止樹脂があり、ＬＥＤチップからの光の取り出し効率が向上する。一方、封止樹脂を有する発光装置は、封止樹脂がない場合に比べてＬＥＤチップ光が波長選択フィルタ層へ入射するときの角度（入射角）が、波長選択フィルタ層の透過率に大きく影響を与える。特に、入射角が大きいほど光の透過率が低下する。その結果、高輝度の発光装置とならない。また、特許文献２に記載の発光装置は封止樹脂が厚いため、ＬＥＤチップ光がフィルタ層へ到達する前に光の広がりや封止樹脂による吸収を招く点も輝度向上を阻害する。【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、輝度の高い発光モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の発光モジュールは、半導体発光素子と、半導体発光素子の発光面に対向するように設けられ、半導体発光素子が発する光の波長を変換する板状の光波長変換部材と、板状の光波長変換部材の表面のうち、半導体発光素子と対向する面および側面の少なくともいずれかの表面に形成され、半導体発光素子から出射した光を透過させるとともに光波長変換部材で波長変換された光を反射するフィルタ層と、を備える。半導体発光素子は、出射光の全エネルギーに対して、正面方向から±６０度の範囲内の出射光のエネルギーの割合が８０％以上となるように構成されている。【０００９】
この態様によると、フィルタ層によって、半導体発光素子から出射した光を透過させるとともに光波長変換部材で波長変換された光を反射するため、正面方向への光の取り出し効率が向上する。また、半導体発光素子の配光が比較的正面に集中しており、また、半導体発光素子の発光面に対向するように設けられている光波長変換部材が板状であるため、半導体発光素子の出射光および光波長変換部材で波長が変換された変換光は共に正面方向に向かいやすい。そのため、特に発光モジュールの正面方向の輝度を高めることができる。【００１０】
フィルタ層は、光波長変換部材の表面のうち半導体発光素子と対向する面に形成されており、フィルタ層と半導体発光素子とを接着する接着層を更に備えてもよい。接着層は、屈折率が１．３以上の材料を含んでいてもよい。フィルタ層と半導体発光素子との間が空気層の場合、空気層と半導体発光素子との屈折率の差が比較的大きいため、半導体発光素子の光の取り出し効率に改善の余地がある。そこで、フィルタ層と半導体発光素子とを空気より高い屈折率を有する接着層によって接着することで、半導体発光素子の光の取り出し効率を向上することができる。【００１１】
接着層は、厚みが０．１μｍ〜１００μｍであってもよい。接着層の厚みが０．１μｍ以上であればフィルタ層と半導体発光素子とを接着することが可能となる。また、接着層の厚みが１００μｍ以下であれば、半導体発光素子の光が接着層の側面にあまり広がらずにフィルタ層に到達でき、また、透過率の低下も抑制される。【００１２】
フィルタ層は、半導体発光素子が発する光が入射角６０度で該フィルタ層に入射した場合の透過率が８０％以上となるように構成されていてもよい。これにより、半導体発光素子から正面方向に出射された光の多くを光波長変換部材に導くことが可能となる。【００１３】
光波長変換部材は、フィルタ層が形成されていない面の少なくとも一部が凹凸形状を有していてもよい。これにより、光波長変換部材の出射面の光取り出し効率が向上する。【００１４】
凹凸形状は、複数の溝から構成されており、溝は、幅が１μｍ〜１０００μｍ、深さが１μｍ〜１０００μｍであってもよい。これにより、光波長変換部材の出射面の光取り出し効率が更に向上する。【００１５】
光波長変換部材は、フィルタ層が形成されていない面の少なくとも一部の算術平均粗さＲａが１００ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよい。これにより、光波長変換部材の出射面の光取り出し効率が更に向上する。【００１６】
発光モジュールに含まれる半導体発光素子の個数をＮ、各半導体発光素子のフィルタ層と対向する側の出射面の面積をＳ、光波長変換部材の半導体発光素子と対向する側の入射面の面積をＴ、とした場合、Ｓ≦Ｔ／Ｎ≦４×Ｓを満たしてもよい。これにより、光波長変換部材の発光面の面積を小さく制限でき、発光モジュールの正面方向の輝度を高めることができる。【００１７】
光波長変換部材は、その厚みが１μｍ〜１０００μｍであってもよい。【００１８】
光が入射角０度で前記フィルタ層に入射した場合の透過率が５０％となる光の波長をλ１［ｎｍ］、前記半導体発光素子が発する光のピーク波長λｐ［ｎｍ］とすると、前記フィルタ層は、λｐ≦λ１≦λｐ＋２００［ｎｍ］を満たすように構成されていてもよい。光が入射角０度で前記フィルタ層に入射した場合の透過率が５０％となる光の波長λ１が半導体発光素子が発する光のピーク波長λｐよりも小さい場合、半導体発光素子から出射した光の多くがフィルタ層を透過せず、光波長変換部材まで到達する光が減少する。一方、透過率が５０％となる光の波長λ１が、半導体発光素子が発する光のピーク波長λｐ＋２００ｎｍよりも大きい場合、光波長変換部材で波長変換された光のうちフィルタ層に向かう光がフィルタ層で十分に反射されないため、反射されなかった光はそのまま半導体発光素子に向かい、その間に熱に変換されてしまう。そこで、フィルタ層を、λｐ≦λ１≦λｐ＋２００［ｎｍ］を満たすように構成することで、発光モジュールの発光に寄与せずに無駄になってしまう光の発生を抑制できる。【００１９】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、輝度の高い発光モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施の形態に係る車両用前照灯装置を構成する灯具本体ユニットの概略構造図である。
【図２】本実施の形態の灯具本体ユニットに含まれる第２灯具ユニットの構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。
【図５】本実施の形態に好適なＬＥＤチップの配光分布の一例を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。
【図７】側面がテーパ形状の蛍光体層を示す断面図である。
【図８】従来のフィルタ層の透過率を示したグラフである。
【図９】本実施の形態に係るフィルタ層の透過率を示したグラフである。
【図１０】入射角の定義を示す概要図である。
【図１１】フィルタ層の有無および種類による発光素子光の透過率の入射角度依存性を示したグラフである。
【図１２】蛍光体層の出射面の溝加工による凹凸形状を示す要部断面図である。
【図１３】図５に示す配光分布を有するＬＥＤチップの測定角度と累積光度比との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００２３】
近年、ＬＥＤやＬＤ（Laser Diode）を用いた各種の照明装置の開発がすすんでいる。このような照明装置の中には、特性として高い輝度が求められるものがある。例えば、ＬＥＤやＬＤを光源とした発光モジュールを車両のヘッドライトに用いる場合、更なる高輝度化が求められることになる。そこで、本発明者らは、発光モジュールの高輝度化を実現すべく鋭意検討した結果、以下に述べる実施の形態に代表される発光モジュールを考案した。
【００２４】
［車両用前照灯装置］
はじめに、後述する各実施の形態に係る発光モジュールが好適な用途として、高輝度化が求められている車両用前照灯装置の概略について説明する。本実施の形態の車両用前照灯装置は、ハイビーム用配光パターンの一部領域を形成可能な光を照射する灯具ユニットと、この灯具ユニットの光の照射状態を制御する照射制御部とを備える。そして、照射制御部は、ハイビーム用配光パターンの一部領域が少なくとも車幅方向に複数に分割された部分領域により形成されるように光の照射状態を制御する。また、各部分領域に対応する照射光の光度を個別に調整してハイビーム照射モードと昼間点灯照射モードを切り替えてハイビーム照射モードに適した光度分布と昼間点灯照射モードに適した光度分布を形成する。なお、各実施の形態に係る発光モジュールは、ハイビーム用配光パターンを形成する灯具ユニットだけではなく、ロービーム用配光パターンを形成する灯具ユニットにも適用できる。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係る車両用前照灯装置を構成する灯具本体ユニットの概略構造図である。本実施の形態の車両用前照灯装置は、車両の前部の車幅方向左右両端に一対の灯具本体ユニットを含む。そして、左右の灯具本体ユニットから照射される配光パターンを車両の前方で重畳させることにより車両用前照灯装置としての照射を完成させる。図１は、左右の灯具本体ユニットのうち右側に配置される灯具本体ユニット１０の構成を示す。図１では、理解を容易にするために灯具本体ユニット１０を水平面で切断して上方から見た断面図を示している。なお、左側に配置される灯具本体ユニットは右側に配置される灯具本体ユニット１０と左右対称の構造であり基本構造は同一である。したがって、右側に配置される灯具本体ユニット１０を説明することで左側に配置される灯具本体ユニットの説明は省略する。また、以下では、便宜上、灯具の光が照射する方向を車両前方（前側）、その反対側を車両後方（後側）として説明する場合がある。
【００２６】
灯具本体ユニット１０は、透光カバー１２、ランプボディ１４、エクステンション１６、第１灯具ユニット１８、および第２灯具ユニット２０を有する。ランプボディ１４は、樹脂などによって細長い開口部を有するカップ型に成形されている。透光カバー１２は、透光性を有する樹脂などによって成形され、ランプボディ１４の開口部を塞ぐようにランプボディ１４に取り付けられる。こうしてランプボディ１４と透光カバー１２とによって実質的に閉鎖空間となる灯室が形成され、この灯室内にエクステンション１６、第１灯具ユニット１８、および第２灯具ユニット２０が配置される。
【００２７】
エクステンション１６は、第１灯具ユニット１８および第２灯具ユニット２０からの照射光を通すための開口部を有し、ランプボディ１４に固定される。第１灯具ユニット１８は、第２灯具ユニット２０より車両の車幅方向の外側に配置される。第１灯具ユニット１８は、いわゆるパラボラ型の灯具ユニットであり、後述するロービーム用配光パターンを形成する。
【００２８】
第１灯具ユニット１８は、リフレクタ２２、光源バルブ２４、およびシェード２６を有する。リフレクタ２２は、カップ型に形成され、中央に挿通孔が設けられている。本実施の形態では、光源バルブ２４はハロゲンランプなどフィラメントを有する白熱灯によって構成されている。なお、光源バルブ２４は、放電灯等他のタイプの光源が採用されてもよい。光源バルブ２４は、内部に突出するようリフレクタ２２の挿通孔に挿通されてリフレクタ２２に固定される。リフレクタ２２は、光源バルブ２４が照射した光を車両前方に向けて反射させるよう、内面の曲面が形成されている。シェード２６は、光源バルブ２４から車両前方へ直接進行する光を遮断する。第１灯具ユニット１８の構成は公知であるため、第１灯具ユニット１８に関する詳細な説明は省略する。なお、第１灯具ユニット１８の光源として後述の発光モジュールを用いても良い。
【００２９】
図２は、本実施の形態の灯具本体ユニット１０に含まれる第２灯具ユニット２０の構成を示す図である。図２では、第２灯具ユニット２０を水平面で切断して上方から見た断面図を示している。第２灯具ユニット２０は、ホルダ２８、投影レンズ３０、発光モジュール３２、およびヒートシンク３８を備える。第２灯具ユニット２０は、ハイビーム用配光パターンの全部または一部領域を形成可能な光を照射する灯具ユニットである。すなわち、第２灯具ユニット２０は、ハイビーム照射モード時に、第１灯具ユニット１８により形成されるロービーム用配光パターンの上部にハイビーム用配光パターンを形成する。ハイビーム用配光パターンがロービーム用配光パターンに追加されることで、全体として照射範囲が広くなり、遠方視認性能も向上する。また、第２灯具ユニット２０は、昼間点灯照射モード時に単独で光を照射することにより、昼間など対向車や歩行者などに自車の存在を認識しやすくするための昼間点灯照射ランプ、いわゆるデイタイムランニングランプ（ＤＲＬ）として機能する。
【００３０】
投影レンズ３０は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ３０は筒状に形成されたホルダ２８の一方の開口部に取り付けられる。なお、発光モジュール３２は、以下に示す各実施の形態に係る発光モジュールに対応するものである。
【００３１】
（第１の実施の形態）
［発光モジュール］
図３は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。発光モジュール４０は、半導体発光素子としてのＬＥＤチップ４２と、ＬＥＤチップ４２の発光面４２ａに対向するように設けられ、ＬＥＤチップ４２が発する光の波長を変換する板状の蛍光体層４４と、板状の蛍光体層４４の表面のうち、ＬＥＤチップ４２と対向する面４４ａ上に形成され、ＬＥＤチップ４２から出射した光を透過させるとともに蛍光体層４４で波長変換された光を反射するフィルタ層４６と、を備える。なお、本実施の形態に係る発光モジュール４０は、ＬＥＤチップ４２とフィルタ層４６との隙間に空気層４８が形成されている。
【００３２】
ＬＥＤチップ４２としては、不図示の実装基板にフェイスダウンで実装されるフリップチップ型ＬＥＤや、縦型ＬＥＤなどが挙げられる。蛍光体層４４は、対向するＬＥＤチップ４２が発する光を波長変換して出射する光波長変換部材として機能する。
【００３３】
図４は、第１の実施の形態に係る発光モジュールの変形例の要部を示す断面図である。発光モジュール５０は、半導体発光素子としてＣＡＮ型ＬＤ５２が用いられている以外は前述の発光モジュール４０と同様である。
【００３４】
図５は、本実施の形態に好適なＬＥＤチップの配光分布の一例を示す図である。図５では、ＬＥＤチップの正面方向の光度を１００とした場合の相対値を照射方向が−９０°から９０°の範囲で示したものである。図１３は、図５に示す配光分布を有するＬＥＤチップの測定角度と累積光度比との関係を示した図である。図１３に示す累積光度比とは、ＬＥＤチップの正面方向（０度）から真横方向（９０度）に向かって１０度ごとに測定した光度を足し合わせた値を１００とした場合の、各測定角度までの光度の累積値の比率を示している。例えば、測定角度ｘ（１０，２０，・・・８０，９０）における光度をＩｘとした場合、測定角度６０度までの累積光度比Ｒ６０は、以下の式で示される。
Ｒ６０＝（Ｉ０＋Ｉ１０＋・・・＋Ｉ６０）／（Ｉ０＋Ｉ１０＋・・・＋Ｉ８０＋Ｉ９０）
【００３５】
本実施の形態に係るＬＥＤチップは、測定角度６０までの累積光度比Ｒ６０が８０％を超えて８８．７％となっている。このように、本実施の形態に係る半導体発光素子は、出射光の全エネルギーに対して、正面方向から±６０度の範囲内の出射光のエネルギーの割合が８０％以上となるように構成されている。
【００３６】
なお、半導体発光素子の発光波長は、可視光の範囲だけではなく紫外光の範囲であってもよい。また、半導体発光素子の指向性が高いほどフィルタ層４６を透過する光が多くなるため、発光モジュールの輝度を高めるという観点では、ＬＤ、縦型ＬＥＤ、フリップチップ型ＬＥＤの順で好適である。
【００３７】
［光波長変換部材］
光波長変換部材に用いられる材料は、粉末の蛍光体を分散させた樹脂組成物やガラス組成物、後述する蛍光セラミックスが挙げられる。特に、無機材料である蛍光セラミックスは、多様な形状への成形や、精度の高い加工が容易に行える。そのため、蛍光セラミックスは、特に、板状の光波長変換部材として利用する場合に好適である。蛍光体からなるセラミックス（蛍光体焼結体）は、いわゆる発光セラミックス、または蛍光セラミックスと呼ばれるものであり、青色光によって励起される蛍光体であるＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）粉末を用いて作成されたセラミックス素地を焼結することにより得ることができる。このような光波長変換セラミックスの製造方法は公知であることから詳細な説明は省略する。こうして得られた光波長変換セラミックスは、例えば粉末状の蛍光体と異なり、粉末表面での光拡散を抑制でき、半導体発光素子が発する光の損失が非常に少ない。なお、焼結する蛍光体は、青色光によって励起される蛍光体に限られず、例えば、近紫外光、紫外光によって励起される蛍光体であっても良い。
【００３８】
光波長変換部材の厚みは、発光モジュールとして必要とされる光の色や輝度、組み合わせるＬＥＤチップの種類などを考慮して適宜設定すればよい。例えば、厚みが１μｍ以上であれば、ＬＥＤチップが発する光を十分波長変換することが可能となる。また、厚みが１０００μｍ以下であれば、ＬＥＤチップの光を十分透過させることができる。
【００３９】
光波長変換部材の屈折率は、１．２〜３．０が好ましい。光波長変換部材は、単一成分であっても、複数成分から構成されていても、板状であればよい。
【００４０】
例えば、
（ｉ）シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂に蛍光体を混合し、板状に成形したもの、
（ｉｉ）アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリスチレン、シクロオレフィン、ＰＶＣなどの熱可塑性樹脂に蛍光体を混合し、板状に成形したもの、
（ｉｉｉａ）溶融シリカ、溶融石英、アルミン酸カルシウムガラス、ニオブ酸リチウム、カルサイド、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ、フッ化リチウム、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、フッ化バリウム、フッ化鉛、ヨウ化ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化銀、塩化タリウム、塩臭化タリウム、臭化カリウム、臭化銀、臭化タリウム、ヨウ化カリウム、臭化セシウム、ヨウ化セシウム、
（ｉｉｉｂ）石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、光学ガラスなどの酸化物ガラス、フッ化物ガラス、カルコゲンガラス、
などの透明無機物に蛍光体を混合し、板状に成形したもの、
（ｉｖ）ＹＡＧ（イットリウムアルミニウムガーネット）やＴＡＧ（テルビウムアルミニウムガーネット）、シリケート系、サイアロンなど蛍光体粉末を焼成して板状にしたもの、が挙げられる。
【００４１】
また、光波長変換部材は、少なくとも一つ以上の発光素子上に設けられていればよい。また、光波長変換部材は、複数の発光素子のそれぞれに設けてもよい。また、光波長変換部材は、複数の発光素子に対して一体的に設けてもよい。また、複数の発光素子に一体的な光波長変換部材を設ける場合には、光波長変換部材の厚みは一様でなくてもよい。例えば、複数の発光素子と対向するように一枚の光波長変換部材を配置する場合、光波長変換部材の、発光素子間の隙間領域と対向する部分の厚みを薄くしてもよい。
【００４２】
［フィルタ層］
前述のフィルタ層４６は、所望の波長の光を選択的に透過させるように適宜設計されたいわゆる光学薄膜が好適である。フィルタ層４６は、屈折率の異なる材料を交互に積層することにより多層化された、例えば、ダイクロイックミラーとして機能するものである。フィルタ層４６を構成する各層は、蒸着やスパッタリングにより形成される。本実施の形態に係るフィルタ層４６は、青色光を透過し、黄色光を反射するように設けられている。なお、フィルタ層４６は上述したものに限られないことは勿論であり、例えばロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ、またはバンドパスフィルタが採用されてもよい。このような光学薄膜からなるフィルタ層４６は、板状の蛍光体層４４を光学研磨した面に成膜される。なお、フィルタ層４６は、粗化面や凹凸面に成膜されることももちろん可能である。
【００４３】
本実施の形態に係る発光モジュール４０は、フィルタ層４６によって、ＬＥＤチップ４２から出射した光を透過させるとともに蛍光体層４４で波長変換された光を反射するため、正面方向への光の取り出し効率が向上する。また、ＬＥＤチップ４２の配光が比較的正面に集中しており、また、ＬＥＤチップ４２の発光面４２ａに対向するように設けられている蛍光体層４４が板状であるため、ＬＥＤチップ４２の出射光および蛍光体層４４で波長が変換された変換光は共に正面方向に向かいやすい。そのため、特に発光モジュール４０の正面方向の輝度を高めることができる。
【００４４】
バンドパスフィルタは、誘電体の薄膜を組み合わせて構成される。誘電体の薄膜の成膜方法は、各種公知の方法を用いて作製される。このような方法として、例えば、エアドクタコータ、ブレードコータ、ロッドコータ、ナイフコータ、リバースロールコータ、トランスファコータ、グラビアコータ、キスコータ、キャスティングコーティング、スプレイコーティング、スロットオリフスコータ、カレンダコーティング、電着コーティング、押し出しコーティング、スピンコーティング、真空メッキ法、などを用いることができる。
【００４５】
バンドパスフィルタは、低屈折率と高屈折率の誘電体の薄膜を組み合わせて作製できる。例えば、低屈折率の誘電体を実現する物質としては、ＣａＦ（屈折率１．２３）、ＬｉＦ（屈折率１．３６）、ＭｇＦ２（屈折率１．３８）、ＳｉＯ２（屈折率１．４６）ＬａＦ３（屈折率１．５９）が挙げられる。また、高屈折率の誘電体を実現する物質としては、ＮｄＦ３（屈折率１．６０）、Ａｌ２Ｏ３（屈折率１．６３）、ＣｅＦ３（屈折率１．６３）、ＭｇＯ（屈折率１．７０）、ＢｉＦ３（屈折率１．７４）、ＰｂＦ２（屈折率１．７５）、ＢｅＯ（屈折率１．８２）、Ｓｃ２Ｏ３（屈折率１．８６）、Ｐｒ６Ｏ１１（屈折率１．９２）、Ｌａ２Ｏ３（屈折率１．９５）、Ｎｄ２Ｏ３（屈折率２．００）、ＨｆＯ２（屈折率２．０９）、ＣｅＯ２（屈折率２．２０）、ＺｒＯ２（屈折率２．０３）、ＯＨ−５（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２：屈折率２．０９）、Ｔａ２Ｏ５（屈折率２．１４）、ＯＳ−５０（Ｔｉ３Ｏ５：屈折率２．２４）、Ｓｂ２Ｏ３（屈折率２．２９）、ＰｂＣｌ２（屈折率２．３０）が挙げられる。
【００４６】
フィルタ層の入射面の最表層は、高屈折率の誘電体薄膜であっても、低屈折率の誘電体薄膜であってもよい。なお、耐久性の観点からは、ＳｉＯ２など膜硬度の高い物質が好ましい。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態に係る発光モジュールの要部を示す断面図である。本実施の形態に係る発光モジュール６０は、第１の実施の形態に係る発光モジュールと比較して、フィルタ層４６とＬＥＤチップ４２とを接着する接着層５４を更に備えている点が大きく異なる。接着層５４は、屈折率が１．３以上の透光性の材料で構成されている。具体的には、フッ素系接着剤、ジメチルシリコーン、ビスフェノールＡ型エポキシ、ＴｉＯ２系ゾルゲル剤などが好適である。
【００４８】
第１の実施の形態に係る発光モジュールのように、フィルタ層４６とＬＥＤチップ４２との間が空気層４８の場合、空気層４８とＬＥＤチップ４２との屈折率の差が比較的大きいため、ＬＥＤチップ４２の光の取り出し効率に改善の余地がある。そこで、フィルタ層４６とＬＥＤチップ４２とを空気より高い屈折率を有する接着層５４によって接着することで、ＬＥＤチップ４２の光の取り出し効率を向上することができる。その結果、発光モジュールの輝度を高めることもできる。
【００４９】
上述の各実施の形態に係る発光モジュールにおいては、フィルタ層４６の成膜場所は蛍光体層４４の表面のうち、ＬＥＤチップ４２と対向する面４４ａ上にのみ形成されているが、フィルタ層の成膜場所はこの構成に限られない。例えば、蛍光体層４４の表面のうち側面のみであったり、蛍光体層４４の表面のうち側面とＬＥＤチップ４２と対向する面４４ａの両方であったりしてもよい。フィルタ層４６を側面に成膜する場合、輝度向上の効果と製造の容易さとを勘案して、全ての側面ではなく一部の側面のみにフィルタ層を成膜してもよい。
【００５０】
上述の各実施の形態に係る蛍光体層４４は、直方体であってもよく、直方体の側面がテーパ形状であってもよい。図７は、側面がテーパ形状の蛍光体層５６を示す断面図である。なお、テーパ形状は、蛍光体層５６の入射面５６ａから出射面５６ｂに向かって広がるように形成されている。側面をこのようなテーパ形状にすることにより、フィルタ層４６を透過した光が側面から出射しにくくなり、蛍光体層５６の正面である出射面５６ｂから出射する光束を増すことができることができる。
【００５１】
また、蛍光体層４４や蛍光体層５６の表面のうちフィルタ層４６が成膜されていない表面に、反射防止膜を形成したり、粗化または凹凸加工を施したりしてもよい。反射防止膜としては、例えば、蛍光体層の出射面を鏡面研磨した後に誘電体多層膜を成膜したものが挙げられる。また、表面の粗化加工としては、例えば、フィルタ層が形成されていない面の少なくとも一部の算術平均粗さＲａが１０ｎｍ〜１０００ｎｍとなるように研磨機で加工する方法が挙げられる。なお、好ましくは、算術平均粗さＲａが１００ｎｍ以上となるように表面の粗化加工を行うとよい。また、表面の凹凸加工としては、例えば、フィルタ層が形成されていない面に、ダイサーにより複数の溝を形成する方法が挙げられる。形成する溝は、線幅が１μｍ〜１０００μｍ、深さが１μｍ〜１０００μｍ程度である。このように蛍光体層の表面に反射防止膜を形成したり表面を加工したりすることで、蛍光体層の出射面の光取り出し効率が更に向上する。
【００５２】
なお、凹凸加工は、ダイサーによる研削加工以外に、レーザー加工、ブラスト加工、ドライエッチング加工、ウエットエッチング加工等を適宜用いてもよい。
【００５３】
次に、青色発光ＬＥＤチップと黄色発光蛍光体を用いた白色発光モジュールを例に、更に好適なフィルタの特性について説明する。フィルタ層４６が多層膜の場合、光が斜めから入射すると、一般的に、透過／反射特性が（垂直に入射する場合に比べて）短波長方向にシフトする。つまり、フィルタ層に光が垂直に入射する場合に透過率（または反射率）が急変する波長と比較して、フィルタ層に光が斜めに入射する場合に透過率（または反射率）が急変する波長は、短波長側にシフトする。
【００５４】
図８は、従来のフィルタ層の透過率を示したグラフである。図９は、本実施の形態に係るフィルタ層の透過率を示したグラフである。図１０は、入射角の定義を示す概要図である。なお、図８および図９は、ＬＥＤチップ４２から出射された光（波長４２０〜４８０ｎｍ）が、図１０に示した入射角θ（０、３０、６０度）で屈折率１．４の接着層５４からフィルタ層４６へ入射する時の透過率Ｔを示している。
【００５５】
図８に示すフィルタ層では、入射角θが大きくなるにつれて透過率が高い波長域が短波長側にシフトしている。特に、入射角６０度の場合、青色ＬＥＤチップの発光スペクトルの波長域における透過率Ｔは４６％まで低下している。したがって、青色ＬＥＤチップの出射光のうち、特に、大きな入射角でフィルタ層４６に入射する光の多くが反射されてしまい、蛍光体層に到達する光が減少する。その結果、青色ＬＥＤチップの出射光をより有効に利用するという観点から更なる改良の余地がある。
【００５６】
そこで、図９に示す特性を有するフィルタ層に想到した。図９に示すフィルタ層においても、入射角θが大きくなるにつれて透過率が高い波長域が短波長側にシフトする点は図８に示すフィルタ層と同様である。しかしながら、図９に示すフィルタ層は、入射角θの増大に伴い透過率が高い波長域が短波長側にシフトする点を考慮して、入射角０度での透過／反射特性（図９に示すラインＬ１’）が従来のフィルタ層の入射角０度での透過／反射特性（図８に示すラインＬ１）に対して長波長側に１５ｎｍシフトするように構成されている。
【００５７】
図１１は、フィルタ層の有無および種類による発光素子光の透過率の入射角度依存性を示したグラフである。なお、透過率は、屈折率１．４の接着層からフィルタ層に向かう光について算出した。図１１に示すように、本実施の形態に係るフィルタ層では、ＬＥＤチップの光が入射角６０度でフィルタ層に到達した場合でも、フィルタ層における透過率が９０％以上となる。
【００５８】
なお、シフト量を更に大きくすることで入射角６０度以上のＬＥＤチップの光の透過率の向上が可能である。その反面、入射角０度の場合の、透過率が高い波長域が蛍光波長域（４９０ｎｍ〜７８０ｎｍ）の一部と重なるため反射性能が低下する。そこで、本発明者らは、光取り出し効率を最大化させるために、ＬＥＤチップの配光の指向性、ＬＥＤチップ光の波長、蛍光の波長のバランスを考慮して、ＬＥＤチップ出射光のうちフィルタ層に対する入射角が±６０度の範囲の光（ＬＥＤチップの出射光の全エネルギーの９０％相当）をより透過させるフィルタ層が好ましいことを見いだした。
【００５９】
なお、フィルタ層は、半導体発光素子が発する光が入射角６０度でフィルタ層に入射した場合の透過率が８０％以上となるように構成されていてもよい。これにより、半導体発光素子から正面方向に出射された光の多くを蛍光体層に導くことが可能となる。
【００６０】
また、光が入射角０度でフィルタ層４６に入射した場合の透過率が５０％となる光の波長（複数ある場合は波長が大きい方）をλ１［ｎｍ］、ＬＥＤチップ４２が発する光のピーク波長λｐ［ｎｍ］とすると、本実施の形態に係るフィルタ層４６は、λｐ≦λ１≦λｐ＋２００［ｎｍ］を満たすように構成されている。具体的には、本実施の形態では、ＬＥＤチップ４２が発する光のピーク波長λｐは約４５０ｎｍ、光が入射角０度でフィルタ層４６に入射した場合の透過率が５０％となる光の波長λ１は約５５０ｎｍであり、前述の式の関係を満たしている。
【００６１】
透過率が５０％となる光の波長λ１がＬＥＤチップ４２のピーク波長λｐよりも小さい場合、ＬＥＤチップ４２から出射した光の多くがフィルタ層４６を透過せず、蛍光体層４４まで到達する光が減少する。一方、透過率が５０％となる光の波長λ１が、ＬＥＤチップ４２が発する光のピーク波長λｐ＋２００ｎｍよりも大きい場合、蛍光体層４４で波長変換された光のうちフィルタ層４６に向かう光がフィルタ層４６の表面で十分に反射されないため、反射されなかった光はそのままＬＥＤチップ４２に向かう間に熱に変換されてしまう。そこで、フィルタ層４６を、λｐ≦λ１≦λｐ＋２００［ｎｍ］を満たすように構成することで、発光モジュールの発光に寄与せずに無駄になる光の発生を抑制できる。なお、好ましくは、フィルタ層４６を、λｐ＋５０［ｎｍ］≦λ１≦λｐ＋２００［ｎｍ］を満たすように構成するとよい。更に好ましくは、フィルタ層４６を、λｐ＋１００［ｎｍ］≦λ１≦λｐ＋１５０［ｎｍ］を満たすように構成するとよい。
【００６２】
また、前述の各実施の形態において、フィルタ層４６は、ＬＥＤチップ４２が発する光の光軸上にあればどこに設置されていてもよく、例えば、ＬＥＤチップ内の発光層の直上や、ＬＥＤチップの直上に形成されていてもよい。好ましくは、蛍光体層４４の入射側に設置することにより、蛍光体層４４の内部で効率よく波長変換された光を反射できる。
【００６３】
以下、上述の種々の構成を組み合わせた発光モジュールの輝度について各実施例を参照して説明する。
【実施例】
【００６４】
（実施例１−１〜実施例１−３）
本実施例では、図３または図４に示す発光モジュールにおいて、半導体発光素子のタイプ別の輝度を比較する。比較例１に係る発光モジュールは、半導体発光素子がフリップチップ（ＦＣ）型ＬＥＤであり、フィルタ層を備えていない。実施例１−１に係る発光モジュールは、半導体発光素子がＦＣ型ＬＥＤであり、フィルタ層を備えている。実施例１−２に係る発光モジュールは、半導体発光素子が縦（ＶＣ）型ＬＥＤであり、フィルタ層を備えている。実施例１−３に係る発光モジュールは、半導体発光素子がＬＤであり、フィルタ層を備えている。なお、比較例および各実施例に係る発光モジュールの蛍光体層は、粉末の蛍光体を分散させたガラス組成物であり、厚みが１５０μｍである。【００６５】
表１は、比較例１および実施例１−１〜１−３に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。
【表１】
2012014439.tif 000003
【００６６】
実施例１−１〜１−３に示すように、フィルタ層を設けることにより比較例と比較して輝度が向上している。特に、指向性の高いＬＤを備えた実施例１−３に係る発光モジュールは、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が２０％向上している。【００６７】
（実施例２−１、実施例２−２）
本実施例では、フィルム層を蛍光体層のいずれの面に成膜することが好ましいかについて検討する。実施例２−１に係る発光モジュールは、蛍光体層の側面のみにフィルタ層が成膜してある。実施例２−２に係る発光モジュールは、蛍光体層の側面および底面にフィルタ層が成膜してある。なお、その他の構成は比較例１および実施例１−１と同様である。【００６８】
表２は、比較例１および実施例１−１、２−１、２−２に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。
【表２】
2012014439.tif 000004
【００６９】
実施例１−１、２−１、２−２に示すように、蛍光体層の表面にフィルタ層を形成することで発光モジュールの輝度が向上する。また、実施例２−２に示すように、蛍光体層のＬＥＤチップと対向する側の面（底面）および側面にフィルタ層を設けることにより、蛍光体層からＬＥＤチップに向かう蛍光を反射するとともに蛍光体層の側面から外部へ出射する光を抑制することができるため、発光モジュールの輝度が更に向上する。【００７０】
（実施例３−１、実施例３−２）
本実施例では、蛍光体層の種類について検討する。実施例３−１に係る発光モジュールは、粉末の蛍光体をビスフェノールＡ型エポキシに分散させた樹脂板蛍光体層を備えている。実施例３−２に係る発光モジュールは、蛍光体を焼結させたセラミックス蛍光体層を備えている。比較例３−１に係る発光モジュールは、粉末蛍光体をジメチルシリコーン樹脂に分散させた樹脂フィルム蛍光体層を備えている。比較例３−２に係る発光モジュールは、実施例３−１に係る樹脂板蛍光体層を備えているが、フィルタ層は成膜されていない。【００７１】
表３は、比較例３−１、３−２および実施例３−１、３−２に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。
【表３】
2012014439.tif 000005
【００７２】
実施例３−１、３−２に示すように、板状の蛍光体層を備えることで発光モジュールの輝度が向上する。特に、板状のセラミックス蛍光体層を備える実施例３−２に係る発光モジュールは、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が１６％向上している。なお、比較例３−１に係る蛍光体層は、樹脂フィルムであるため硬度が不足しており、加工時の外力でフィルム形状が変形しやすくなっている。そのため、加工時において、フィルムにクラックが発生したり蒸着されたフィルタ層が剥離したりする問題が発生し、輝度を正確に測定することができなかった。【００７３】
（実施例４−１〜実施例４−４）
本実施例では、透光性の接着層の屈折率の相違について検討する。実施例４−１に係る発光モジュールは、フッ素系接着剤（屈折率ｎ＝１．３４）からなる接着層を備えている。実施例４−２に係る発光モジュールは、ジメチルシリコーン（ｎ＝１．４１）からなる接着層を備えている。実施例４−３に係る発光モジュールは、ビスフェノールＡ型エポキシ（ｎ＝１．５５）からなる接着層を備えている。実施例４−４に係る発光モジュールは、ＴｉＯ２ゾルゲル剤（屈折率ｎ＝１．６０）からなる接着層を備えている。なお、その他の構成は実施例３−２と同様である。【００７４】
表４は、実施例４−１〜４−４に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。
【表４】
2012014439.tif 000006
【００７５】
実施例４−１〜４−４に示すように、半導体発光素子とフィルタ層を接着層で接着することで発光モジュールの輝度が大幅に向上する。特に、屈折率が１．３以上の接着層を備えた発光モジュールは、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が約４０％以上向上している。また、屈折率が高い接着層を備えた発光モジュールほど輝度が向上している。これは、半導体発光素子がフリップチップ型のＬＥＤチップの場合、出射面がサファイアで構成されていることが多く、サファイアの屈折率が１．７８程度であるため、この屈折率により近い屈折率の接着層を用いることで、ＬＥＤチップからの光の取り出し効率が向上するためと考えられる。【００７６】
なお、接着層は、厚みが０．１μｍ〜１００μｍの範囲が好適である。接着層の厚みが０．１μｍ以上であればフィルタ層と半導体発光素子とを接着することが可能となる。また、接着層の厚みが１００μｍ以下であれば、半導体発光素子の光が余り広がらずにフィルタ層に到達でき、また、透過率の低下も抑制される。【００７７】
（実施例５）
本実施例では、蛍光体層の出射面に反射防止膜を形成した場合の効果について検討する。実施例５に係る発光モジュールは、蛍光体層の出射面に誘電体多層膜からなる反射防止層がコーティングされている。【００７８】
表５は、実施例４−２、実施例５に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。
【表５】
2012014439.tif 000007
【００７９】
実施例５に示すように、蛍光体層の出射面に反射防止膜を形成することで蛍光体層からの光取り出し効率が向上し、発光モジュールの輝度が向上する。【００８０】
（実施例６−１〜実施例６−６）
本実施例では、蛍光体層の出射面の凹凸（溝）加工の効果について検討する。図１２は、蛍光体層の出射面の溝加工による凹凸形状を示す要部断面図である。図１２に示すように、蛍光体層４４は、フィルタ層４６が形成されていない面の少なくとも一部に溝形状を有している。溝形状を定義するパラメータは、溝幅Ｗ、溝深さＤ、溝間の未加工の部分の幅であるスペースＬがある。実施例６−１〜実施例６−５における各蛍光体層においては、蛍光体層の厚みに対する溝深さＤが９０％になるように加工されており、溝深さＤは４５μｍ〜４５０μｍの範囲で異なっている。なお、溝幅ＷおよびスペースＬは全て１００μｍである。また、実施例６−６における発光モジュールは、フィルタ層を備えていない点を除いて実施例４−２と同様である。【００８１】
表６は、実施例４−２、実施例６−１〜６−６に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。なお、表中の輝度の欄の括弧内の数値は、フィルタ層がない場合の輝度である。
【表６】
2012014439.tif 000008
【００８２】
実施例６−１〜６−５に示すように、蛍光体層の出射面に溝を設けることで、蛍光体層の出射面の光取り出し効率が向上し、発光モジュールの輝度が向上している。また、蛍光体層の厚みに対する溝深さＤの割合が一定の場合、溝深さが小さいほど発光モジュールの輝度が高く、またフィルタ層を設けたときの輝度向上の割合も高くなっている。特に、蛍光体層の厚みが１５０μｍ以下の実施例に係る発光モジュールは、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が１００％以上向上している。【００８３】
また、セラミックスの蛍光体層の厚みが１５０μｍであって溝加工がされてない実施例４−２および実施例６−６の発光モジュールを比較すると、フィルタ層のない実施例６−６に係る発光モジュールの相対輝度が１３８であるのに対して、フィルタ層のある実施例４−２に係る発光モジュールの相対輝度は１４５である。つまり、溝加工がない蛍光体層にフィルタ層を設けた効果はおよそ５％（１３８→１４５）である。【００８４】
セラミックスの蛍光体層の厚みが１５０μｍであって溝加工がされている実施例６−３を見ると、フィルタ層のない発光モジュールの相対輝度が１９３であるのに対して、フィルタ層のある発光モジュールの相対輝度は２２１である。つまり、溝加工がある蛍光体層にフィルタ層を設けた効果はおよそ１４％（１９３→２２１）である。つまり、蛍光体層にフィルタ層を成膜するとともに蛍光体層の出射面に溝加工を施すことで、相乗効果により発光モジュールの輝度がより向上していることがわかる。【００８５】
このように溝加工の有無による輝度向上の効果の相違は、以下のように考えられる。蛍光体層の出射面に溝加工がない場合、蛍光体層で波長変換された光のうちフィルタ層が出射面方向に反射した光は、板状のセラミックスの蛍光体層内において出射面で再度反射されやすくなり、蛍光体層内部で繰り返し反射され最終的に熱になる。そのため、フィルタ層で反射された光を蛍光体層の外部へ効率的に取り出せないと考えられる。一方、蛍光体層の出射面に溝加工がある場合、フィルタ層で反射された光を蛍光体層の外部へ効率的に取り出すことが可能となり、発光モジュールの輝度の更なる向上が実現されていると考えられる。【００８６】
（実施例７−１〜実施例７−４）
本実施例においても、蛍光体層の出射面の凹凸（溝）加工の効果について検討する。実施例７−１〜実施例７−４における各蛍光体層においては、厚みが一定の蛍光体層に対して溝深さＤが異なるように加工されており、溝深さＤは３μｍ〜１００μｍの範囲で異なっている。なお、溝幅ＷおよびスペースＬは全て１００μｍである。【００８７】
表７は、実施例７−１〜７−４に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。なお、表中の輝度の欄の括弧内の数値は、フィルタ層がない場合の輝度である。
【表７】
2012014439.tif 000009
【００８８】
実施例７−１〜７−４に示すように、蛍光体層の出射面に溝を設けることで、蛍光体層の出射面の光取り出し効率が向上し、発光モジュールの輝度が向上している。また、一定の厚みの蛍光体層に対して溝深さＤが大きいほど発光モジュールの輝度が向上している。特に、溝深さＤが３μｍ以上であれば、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が１００％以上向上している。【００８９】
（実施例８−１〜実施例８−４）
本実施例では、蛍光体層の出射面粗化加工の効果について検討する。実施例８−１〜実施例８−４における各蛍光体層においては、蛍光体層の出射面の算術平均粗さが１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲で異なっている。【００９０】
表８は、実施例８−１〜８−４に係る発光モジュールの構成および輝度をまとめたものである。
【表８】
2012014439.tif 000010
【００９１】
実施例８−１〜８−４に示すように、蛍光体層の出射面を粗化することで、蛍光体層の出射面の光取り出し効率が向上し、発光モジュールの輝度が向上している。また、出射面の算術平均粗さが１００ｎｍ〜１０００ｎｍであれば、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が１００％以上向上している。特に、算術平均粗さが４００ｎｍ〜１０００ｎｍであれば、比較例１に係る発光モジュールに対して輝度が２００％以上向上している。【００９２】
以上の各実施の形態や各実施例に係る発光モジュールでは、主として半導体発光素子が単数の場合について説明している。しかしながら、発光モジュールが備える半導体発光素子は単数に限られず、用途や必要とされる特性に応じて複数であってもよい。【００９３】
このような場合、発光モジュールに含まれる半導体発光素子の個数をＮ、各半導体発光素子のフィルタ層と対向する側の出射面の面積をＳ、蛍光体層の半導体発光素子と対向する側の入射面の面積をＴ、とした場合、Ｓ≦Ｔ／Ｎ≦４×Ｓを満たすとよい。これにより、半導体発光素子から出射した光の多くが蛍光体層に入射する。【００９４】
［組成分析］
上述の各膜（層）の組成分析は、例えば、薄膜断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察しながらエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＸＭＡ）で元素分析を行ったり、膜表面をイオンビームでエッチングしながら光電子分光装置（ＸＰＳ）や二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectrometer）などを用いたりする。このような手法により、各膜の膜厚や材料が特定される。【００９５】
［光学シミュレーション］
光学薄膜の光学特性は、市販光学薄膜設計ソフト（例えば、Essential Macleod）を用いて特定される。このような薄膜設計ソフトは、膜材料の屈折率と膜厚データから多層膜の分光特性をシミュレーションすることが可能である。同時に、任意の接着樹脂の屈折率と入射光線の入射角度に対応する分光特性を再現することが可能である。【００９６】
以上、本発明を各実施の形態や各実施例をもとに説明した。これら実施の形態や実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。【００９７】
上述の実施の形態では、青色の光を発する半導体発光素子と黄色の蛍光体の組み合わせた発光モジュールについて説明したが、発光モジュールとしては、紫外光を発する半導体発光素子と、紫外光で励起され、赤、緑、青の光をそれぞれ発する複数の蛍光体と、を有するものであってもよい。あるいは、紫外光を発する半導体発光素子と、紫外光で励起され、青、黄の光を発する蛍光体と、を有する発光モジュールであってもよい。また、本実施の形態に係る発光モジュールは、車両用灯具だけではなく照明用灯具にも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明の発光モジュールは、種々の灯具、例えば照明用灯具、ディスプレイ、車両用灯具、信号機等に利用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１０  灯具本体ユニット、  ３２  発光モジュール、  ４２  ＬＥＤチップ、  ４２ａ  発光面、  ４４  蛍光体層、  ４６  フィルタ層、  ４８  空気層、  ５２  ＣＡＮ型ＬＤ、  ５４  接着層。
【図１】
2012014439.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2012014439.tif 000022
【図１３】
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【国際調査報告】
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